Introdução à Programação - Poli - 1-Introdução à computação (C)

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Introdução à Computação 
MAC0110
Prof. Dr. Paulo Miranda
IME-USP
Aula 1
Introdução à Computação
 
Eventos históricos:
1) Máquina universal de Turing criada em 1936 por Alan Turing, 
fundamento teórico para todo o desenvolvimento tecnológico 
posterior.
2) Arquitetura de von Neumann (1940);
3) Primeiro computador a válvulas, o Eletronic Numeric 
Integrator And Calculator (ENIAC) (1946).
4) Invenção do transistor na Bell Laboratories (1948);
5) Desenvolvimento das linguagens de programação de “alto 
nível” Cobol e Fortran (1950-1960);
6) Invenção do circuito integrado (CI) na Texas Instruments 
(1958);
7) Desenvolvimento do microprocessador pela Intel (1970);
8) Lançamento, pela IBM, do computador pessoal (1981). 
 
Arquitetura de von Neumann:
 
Arquitetura de von Neumann:
• Três características:
– Codificar as instruções de uma forma possível de ser 
armazenada na memória do computador. Von 
Neumann sugeriu que fossem usados uns e zeros.
– Armazenar as instruções na memória, bem como 
toda e qualquer informação necessária a execução 
da tarefa, e
– Quando processar o programa, buscar as instruções 
diretamente na memória, ao invés de lerem um novo 
cartão perfurado a cada passo.
 
Computadores:
• Hardware: 
– Componentes físicos de um sistema de computação.
• Software: 
– Sequência de instruções a serem seguidas e/ou 
executadas pelo hardware.
 
Hardware:
Memória 
Principal
Unidades de 
Entrada
Unidades de 
Saída
Memória 
Secundária
CPU
ULA
 
Computadores – Arquitetura Básica
• Unidade Central de Processamento (CPU): 
– É o centro de controle de todo o sistema, onde os 
cálculos são feitos e as decisões são tomadas. É esta 
parte que interpreta e executa todas as instruções do 
computador.
• Memória Principal: 
– A CPU usa a memória do computador para guardar 
as informações com as quais trabalha. Quando o 
computador é reinicializado ou desligado, as 
informações podem ser perdidas.
 
Computadores – Arquitetura Básica
• Dispositivos de entrada e saída:
– São todos os meios de comunicação entre o 
computador e os seus usuários (sejam pessoas ou 
outras máquinas).
• Memória Secundária:
– Função de guardar os dados que não estão sendo 
processados no momento. Mesmo desligando o 
computador, estas informações não se perdem.
 
Computadores - Software
• Software Básico ou Sistema Operacional:
– É um programa ou um conjunto de programas que 
faz papel de intermediário entre o aplicativo 
(programa) e o hardware;
– É um gerenciador de recursos, i.e., controla quais 
aplicações (processos) podem ser executadas, 
quando, que recursos (memória, disco, periféricos) 
podem ser utilizados.
 
Sistema Operacional (SO)
• Linux:
– Em 1985, Richard Stallman criou a "Free Software 
Foundation" e iniciou o projeto GNU,com o objetivo 
de criar um sistema operacional de software livre 
baseado no sistema operacional Unix;
SO multitarefa, de código fechado, desenvolvido pela Bell Labs da AT&T em 1969,
por Dennis Ritchie (criador da linguagem C de programação) & Ken Thompson.
Há versões derivadas:
● de código fonte fechado, como o sistema comercial AIX da IBM (1986) e 
● projetos de código aberto, como a família BSD da Universidade da 
Califórnia em Berkeley.
 
Sistema Operacional (SO)
• Linux:
– Em 1985, Richard Stallman criou a "Free Software 
Foundation" e iniciou o projeto GNU,com o objetivo 
de criar um sistema operacional de software livre 
baseado no sistema operacional Unix;
– O núcleo ("kernel") desse sistema operacional foi 
desenvolvido em 1991 por Linus Torvalds. Este 
núcleo ficou conhecido como Linux, contração de 
Linus e Unix.
– Exemplo de sucesso de software aberto;
• Maior aplicação em servidores (Google possui cerca de 
450.000 servidores linux);
• Plataformas de jogos (PlayStation 2 e 3);
• Telefones celulares;
 
Linguagens de Programação
• Cada linguagem de programação obedece à regras 
específicas. Essas regras de sintaxe definem como são 
expressadas as instruções a serem executadas;
• Linguagem de Máquina:
– Conjunto de códigos binários que são compreendidos 
pela CPU.
• BAIXO NÍVEL:
– Codificação baseada em mnemônicos. Dependente 
do tipo de máquina.
• “ALTO NÍVEL”:
– Mais similar à nossa linguagem natural.
 
Linguagens de Programação (Evolução)
• Linguagem de Máquina:
– Conjunto de códigos binários que são compreendidos 
diretamente pela CPU. 
– Exemplo:
Código da 
instrução
Endereço do 1° operando
Endereço do 2° operando
0011 001010 001111
 
Linguagens de Programação (Evolução)
• BAIXO NÍVEL - Linguagem Assembly:
– Codificação baseada em mnemônicos. 
– Dependente do tipo de máquina.
– Precisa ser convertido em linguagem de máquina 
para poder ser compreendido pela CPU.
– Exemplo:
Código da 
instrução
Endereço simbólico
1° operando
Endereço simbólico 
2° operando
ADD A, B
 
Linguagens de Programação (Evolução)
• ALTO NÍVEL:
– Mais similar à nossa linguagem natural.
– Independente do tipo de máquina.
– Precisa ser convertido em linguagem de máquina 
para poder ser compreendido pela CPU.
– Exemplo:
LIQUIDO = SALARIO + COMISSOES – IMPOSTOS;
 
Objetivos do curso
Etapas da resolução de problemas usando um computador.
Definição do 
problema a 
ser resolvido
Solução do 
problema 
na forma de 
algoritmo
Transcrição 
do algoritmo 
na forma de 
programa
Compilação 
do 
programa
Execução 
do 
programa
Ser Humano Computador
 
Lógica de programação
• Algoritmo:
– Sequência de regras perfeitamente definidas que 
levam à solução de um problema em um número 
finito de etapas.
– Um algoritmo não representa, necessariamente, um 
programa de computador, e sim os passos 
necessários para realizar uma tarefa.
– Algoritmos podem repetir passos (fazer iterações) ou 
necessitar de decisões (tais como comparações ou 
lógica) até que a tarefa seja completada. 
 
Algoritmo - Exemplo
• Como dividir um inteiro a por um inteiro b 
usando apenas somas e subtrações:
1) Carregue os valores a e b nos registradores RA e RB;
2) Carregue o valor zero em RC;
3) Enquanto RA  RB repita:
 3.1) Incremente o valor em RC: RC = RC + 1;
 3.2) Subtraia o valor b de RA: RA = RA - RB;
4) Imprima o valor em RC;
5) Fim.
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